JPH07198367A - 圧延機における材料の寸法計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 寸法計測装置の故障や破損を防止する。 【構成】 移動枠６４に固定した固定枠７３に、保持枠
７４が移動可能に配設される。保持枠７４に配設したエ
アシリンダ６７に、計測ロール６０を備えた作動軸６５
が連結される。保持枠７４のエアシリンダ６７のボトム
側が指向する端部に、油圧シリンダ７５がエアシリンダ
６７と反対向きに配設される。油圧シリンダ７５のピス
トンロッド７５ａは、固定枠７３に移動不能に固定され
ると共に、常にはピストンロッド７５ａを延出する方向
に付勢され、保持枠７４を定位置に保持する。そして圧
延中のリング状材料が歪な形状に変形し、計測ロール６
０に過大な負荷が加わった際には、油圧シリンダ本体が
ピストンロッド７５ａに対して相対的に移動して、保持
枠７４がリング状材料から離間する方向に移動するのを
許容する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主ロール、マンドレ
ルロールおよび一対のアキシャルロールによって、リン
グ状材料を半径方向および軸方向に圧延する圧延機にお
いて、圧延により経時的に変化するリング状材料の径方
向の寸法を計測する寸法計測装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】配管用フランジ、歯車、ベアリングレース
等のリング状製品を製造する圧延装置として、直径の異
なる主ロールおよびマンドレルロールと、円錐形状に形
成されて上下に対向する一対のアキシャルロールを備え
る圧延機が知られている。この圧延機では、回転駆動さ
れる主ロールに対し、リング状材料の通孔に挿通したマ
ンドレルロールを近接することにより、リング状材料は
半径方向(厚み方向)に圧延される。またリング状材料の
軸方向下側に位置する下アキシャルロールに対し、該材
料を挟む軸方向上側に位置する上アキシャルロールを近
接することにより、リング状材料は軸方向(高さ方向)に
圧延される。

【０００３】前記圧延機によってリング状材料を圧延す
ると、該材料は経時的に直径および高さが変化するの
で、その変化に追従して前記上下のアキシャルロールを
材料の径方向に進退移動させると共に、上アキシャルロ
ールを材料の軸方向に昇降移動させる必要がある。そこ
で、前記リング状材料の外周面に常に当接するよう配設
した計測ロールを、該材料の直径が大きくなるのに従っ
て移動させ、このロールの移動量を検出して材料直径を
演算する。そして、この演算結果に基づいて、アキシャ
ルロールの進退量および昇降量を設定することが行なわ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記計測ロールは、圧
延中のリング状材料に常に当接するよう構成されている
ので、圧延中に何等かの原因によりリング状材料が歪な
形状に変形すると、該変形により計測ロールに過大な負
荷が加わる。この場合には、計測ロールの移動量を検出
する手段や、計測ロールの支持機構等に負荷が加わって
故障したり破損する等の問題があった。そして故障個所
の検査や破損部品の交換等には長い時間が掛かり、製造
能率の低下を招く欠点が指摘される。

【０００５】

【発明の目的】この発明は、前述した課題に鑑み、これ
を好適に解決するべく提案されたものであって、リング
状材料の変形等によって計測ロールに加わる過大な負荷
による故障や破損の発生を防止し得る寸法計測装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を克服し、所期
の目的を好適に達成するため本発明は、回転駆動される
主ロールと、この主ロールに対して近接・離間可能に配
設されてリング状材料の中心通孔に挿通されるマンドレ
ルロールと、前記リング状材料を挟んで軸方向の下方に
位置する下アキシャルロールおよび上方に位置して下ア
キシャルロールに対して近接・離間可能に配設された上
アキシャルロールとを備え、前記主ロールとマンドレル
ロールおよび一対のアキシャルロールによりリング状材
料の半径方向および軸方向の圧延を行なうと共に、圧延
中のリング状材料の外周面に当接する計測ロールの移動
量を検出して該材料の径方向の寸法の変化を計測するよ
うにした圧延機において、前記圧延中のリング状材料に
対し、その中心と直交する半径方向に移動自在に配設さ
れた保持手段と、前記保持手段に対して移動自在に配設
され、前記リング状材料を指向する一端に前記計測ロー
ルを回動自在に枢支した作動軸と、前記保持手段に配設
され、前記作動軸を介して計測ロールを常にリング状材
料の外周面に当接するよう付勢するエアシリンダと、前
記保持手段を常には定位置に保持すると共に、前記計測
ロールに予め設定した値以上の過大な負荷が加わった際
には、保持手段のリング状材料から離間する方向への移
動を許容する油圧シリンダとから構成したことを特徴と
する。

【０００７】

【実施例】次に、本発明に係る圧延機における材料の寸
法計測装置につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を
参照しながら以下説明する。図１は、実施例に係る寸法
計測装置を採用した圧延機の全体構成を示す概略斜視
図、図２は、実施例に係る圧延機の概略構成を示す正面
図、図３は、実施例に係る圧延機の概略構成を示す平面
図である。なお、理解を容易にするため、先ず圧延機を
構成する主な機構につき説明し、その後に本発明の寸法
計測装置の説明に及ぶこととする。

【０００８】(主ロールおよび移動台について)図２に示
す如く、工場床面に設置された基台１０に、垂直な駆動
軸１１が回転自在に配設され、基台上部に延出する駆動
軸１１の上端に、大径の主ロール１２が一体回転可能に
配設される。また駆動軸１１の基台下部に延出する下端
は、工場床面に形成したピット１３に配置した駆動モー
タ１４に、減速機１５を介して連結されている(図４参
照)。前記基台１０の上面には、主ロール１２を挟んで
一対のレール１６,１６が所定間隔離間して敷設されて
おり、このレール１６,１６に、マンドレルロール用の
移動台１７が摺動自在に載架されている。そしてこの移
動台１７は、図３に示す如く、両レール１６,１６の間
に臨む基台１０に配置した油圧シリンダ１８に連結さ
れ、該シリンダ１８の正逆付勢によりレール１６,１６
に沿って往復移動するよう構成される。なお移動台１７
は、油圧シリンダ１８と干渉しない形状に形成されてい
る。

【０００９】(マンドレルロールについて)図２に示す如
く、前記移動台１７の左端部(主ロール１２から離間す
る端部)に、支柱１９が垂直に立設されると共に、該支
柱１９の上部に、右側(主ロール１２を指向する側)に水
平に延出する張出し部２０が一体に形成されている。こ
の張出し部２０の張出し端部に、垂直なマンドレルロー
ル２３が回転自在に支持されている。このマンドレルロ
ール２３は、張出し部２０から下方に所定長さだけ垂下
して、前記主ロール１２を挟んで油圧シリンダ１８と反
対側に位置している(圧延位置)。なお、このマンドレル
ロール２３は、圧延対象となるリング状材料２４の中心
通孔２４ａに挿通可能な寸法に設定されている(図１１
参照)。また張出し部２０の上面に昇降用シリンダ２６
が倒立配置され、該シリンダ２６によりマンドレルロー
ル２３は、リング状材料２４の圧延位置に対する搬入お
よび搬出を許容する上昇レベルと、リング状材料２４の
通孔２４ａ中に挿通された圧延レベルとを昇降移動され
るよう構成される。なお、移動台１７における圧延位置
には、マンドレルロール２３の下端を保持する保持具２
８が配設されており、圧延レベルまで下降されたマンド
レルロール２３は、リング状材料２４を挟む上下２点
(張出し部２０,保持具２８)で支持される。そして、こ
の状態で前記油圧シリンダ１８をピストンロッドを延出
する方向に付勢すれば、マンドレルロール２３が主ロー
ル１２に近接してリング状材料２４の半径方向の圧延が
行なわれる。なお、基台１０における移動台１７の移動
方向と交差する側に、リング状材料２４の供給手段と排
出手段(何れも図示せず)とが配置されている。

【００１０】(移動フレームおよびその進退移動機構に
ついて)前記基台１０の上面には、主ロール１２の配設
位置を挟んでマンドレルロール用の移動台１７の配設側
と反対側(図２において右側)に、一対のレール２９,２
９が所定間隔離間して平行に敷設されて、前記レール１
６,１６と同一方向に延在している。そしてこのレール
２９,２９に、後述する上下のアキシャルロール３０,３
１が配設された移動フレーム３２が摺動自在に載架して
ある。また移動フレーム３２を挟んで主ロール１２と反
対側の基台１０に、門型の支持台３３が配設固定され、
この支持台３３にナット３４が回転自在に枢支されてい
る。このナット３４には、図５に示す如く、レール２９
の延在方向と平行なボールねじ３５が螺挿されると共
に、該ボールねじ３５の移動フレーム３２を指向する先
端は、該フレーム３２に回動不能に固定されている。更
に、支持台３３に第１サーボモータ３６が配設され、該
モータ３６の出力軸に配設した歯車３７が、ナット３４
に固定した歯車３８に噛合している。すなわち、第１サ
ーボモータ３６を正逆方向に駆動すれば、ナット３４と
ボールねじ３５との螺合作用下に、アキシャルロール用
の移動フレーム３２はレール２９,２９に沿って往復移
動し、一対のアキシャルロール３０,３１のリング状材
料２４に対する位置調整がなされる。

【００１１】前記第１サーボモータ３６には、該モータ
３６の回転量を検出する回転パルス発生手段としてのエ
ンコーダ３９が配設され、このエンコーダ３９では移動
フレーム３２の移動量に応じてパルスが発生し、このパ
ルスは制御装置４０(図１１参照)に入力されるようにな
っている。また前記制御装置４０は、リング状材料２４
の直径を計測する後述の計測機構８１,８２に配設した
回転パルス発生手段としてのエンコーダ６８,６８から
の信号を受け、そのパルス発生数に基づいて移動フレー
ム３２の適正な移動量を演算して、前記第１サーボモー
タ３６の運転制御を行なうよう設定される。これによっ
て、圧延によりリング状材料２４の直径が変化するのに
応じて、両アキシャルロール３０,３１を常に適正な位
置(下アキシャルロール３０の仮想頂点がリング状材料
２４の中心Ｓを通る軸線上に臨む位置)に精度良く移動
調整することができる。

【００１２】(下アキシャルロールについて)前記移動フ
レーム３２には、截頭円錐形状に形成された下アキシャ
ルロール３０が、前記主ロール１２の軸中心を通る前記
レール２９と平行な中心線Ｐ₁上に軸中心が臨むように
回動自在に配設され、該ロール３０は、その外周面が前
記圧延位置に供給されたリング状材料２４の下面に水平
に当接するよう位置決めされている(図１１参照)。また
移動フレーム３２に、回転速度を可変制御可能なモータ
４１が配設され、該モータ４１により下アキシャルロー
ル３０が所要方向に回転駆動されるようになっている。
なお、圧延によりリング状材料２４の直径が変化する
と、該材料２４と下アキシャルロール３０との接触位置
が変化する。この場合において下アキシャルロール３０
は截頭円錐形状であるため、その外周面の周速は軸方向
に異なり、リング状材料２４の直径が変化するのに伴っ
て接触位置の周速が変化し、リング状材料２４の中心Ｓ
が中心線Ｐ₁から偏位して正確な圧延を行ない得なくな
る。そこで実施例では、リング状材料２４の直径の変化
に応じて前記モータ４１により下アキシャルロール３０
の回転速度を可変し、リング状材料２４とロール３０と
の接触位置の周速を一定として、材料中心Ｓを常に中心
線Ｐ₁上に臨むように制御している。

【００１３】(上アキシャルロールについて)前記移動フ
レーム３２における下アキシャルロール３０の配設位置
の上方に、昇降体４２が昇降自在に配設され、この昇降
体４２には、図６に示す如く、傾動フレーム４３がピン
４４を支点として上下方向に傾動可能に配設される。こ
の傾動フレーム４３に、前記下アキシャルロール３０と
対をなす截頭円錐形状に形成された上アキシャルロール
３１が回転自在に配設してある。そして下アキシャルロ
ール３０に対し、後述する第２サーボモータ４５の駆動
により上アキシャルロール３１を近接(下降)させること
により、図１２に示す如く、前記圧延位置に位置決めさ
れているリング状材料２４における前記主ロール１２と
マンドレルロール２３とによる圧延個所と１８０°反対
側の軸方向(高さ方向)の上下に、アキシャルロール３
０,３１が圧接されてその軸方向の圧延が行なわれる。
なお、上アキシャルロール３１は、傾動フレーム４３に
配設した低回転用のモータ４６に一方向クラッチ(図示
せず)を介して連結されて、常には低回転で駆動される
ようになっている。これは、リング状材料２４の圧延に
際し、上アキシャルロール３１が停止している状態でリ
ング状材料２４に当接して、該材料２４の回転の妨げと
なるのを防止するためである。また、上アキシャルロー
ル３１がリング状材料２４に当接して追従回転を始める
と、該ロール３１と低回転用モータ４６との動力伝達は
一方向クラッチにより切り離される。

【００１４】(昇降体の昇降移動機構について)前記昇降
体４２の上部に油圧シリンダ４７が垂直に配設固定さ
れ、上方を指向するピストンロッド４７ａの先端に、ナ
ット４８が回転不能に固定されている。そしてナット４
８に、前記移動フレーム３２に回転自在に枢支されてい
るボールねじ４９が螺挿してある。またボールねじ４９
にウォームホイール５０が一体回転可能に固定され、こ
のウォームホイール５０は、第２サーボモータ４５によ
り回転駆動されるウォーム５１と噛合している。従っ
て、第２サーボモータ４５を正逆方向に駆動してウォー
ムホイール５０およびボールねじ４９を正逆回転させる
と、該ねじ４９と前記ナット４８との螺合作用下に、昇
降体４２が昇降移動する。これにより、昇降体４２に配
設されている上アキシャルロール３１の昇降がなされ、
前記リング状材料２４の圧延量が調整される。なお、前
記油圧シリンダ４７は、圧延作業中に上アキシャルロー
ル３１に過大な負荷が加わった際に、該負荷を吸収して
昇降移動機構が破損するのを防止する安全装置として機
能する。また図６において符号５２は、昇降体４２を懸
吊支持する補助用のシリンダを示す。

【００１５】前記第２サーボモータ４５には、該モータ
４５の回転量を検出する回転パルス発生手段としてのエ
ンコーダ５３が配設され、このエンコーダ５３では昇降
体４２の昇降量に応じてパルスが発生し、このパルスは
前記制御装置４０に入力されるようになっている。また
第２サーボモータ４５は、前記計測機構８１,８２のエ
ンコーダ６８,６８から制御装置４０に入力されたパル
ス発生数から演算した昇降量、および予め制御装置４０
に入力されている最終的な圧延形状(ベベル形状)のデー
タに基づいて運転制御される。これにより、圧延により
リング状材料２４の直径が変化するのに応じて、上アキ
シャルロール３１を常に適正な位置に昇降調整すること
ができ、精度の良い圧延が達成される。

【００１６】(上アキシャルロールの傾動機構について)
図６に示す如く、前記昇降体４２に配設したブラケット
５４にギヤボックス５５が回動自在に枢支され、このギ
ヤボックス５５の内部に、ウォームホイール５６が軸方
向への移動が不能な状態で回転自在に配設されている。
このウォームホイール５６に形成した中心通孔にねじ
(何れも図示せず)が形成されると共に、この通孔にねじ
と螺合するようボールねじ５７が挿通されている。また
ボールねじ５７のギヤボックス５５から下方に延出する
端部が、前記傾動フレーム４３における傾動支点となる
位置から離間する後端部にピン接続されている。更に、
ギヤボックス５５に傾動用モータ５８が配設され、該モ
ータ５８により回転駆動されるウォーム５９が、前記ウ
ォームホイール５６に噛合している。従って、傾動用モ
ータ５８を正逆方向に駆動してウォームホイール５６を
正逆回転させれば、該ウォームホイール５６のねじと前
記ボールねじ５７との螺合作用下に、ボールねじ５７が
ギヤボックス５５に対して移動し、前記傾動フレーム４
３はピン４４を支点として傾動する。これにより、前記
上アキシャルロール３１のリング状材料２４に対する傾
斜角度が調整され、該材料２４を各種形状に圧延可能で
ある。

【００１７】(リング状材料の寸法計測装置について)前
記アキシャルロール用の移動フレーム３２には、圧延に
より経時的に変化するリング状材料２４の直径を計測す
る寸法計測装置８０が配設されている。この寸法計測装
置８０は、移動フレーム３２の移動方向と交差する方向
に、前記中心線Ｐ₁を挟んで対向的に配設した一対の計
測機構８１,８２から構成される。なお、計測機構８１,
８２の構成は対称であるので、一方の計測機構８１の構
成についてのみ説明し、他方の機構８２の同一部材には
同一の符号を付して示すこととする。

【００１８】前記移動フレーム３２の前端に、該フレー
ム３２の移動方向と交差する所定長さ寸法の支持ハウジ
ング６２が、フレーム移動方向と交差する方向に移動可
能に配設され、該ハウジング６２の中心線Ｐ₁から離間
する端部は、図７に示す如く、前記基台１０に配設固定
されたカム板６３に摺動自在に載置された移動枠６４に
配設固定されている。すなわち、支持ハウジング６２お
よび移動枠６４は、移動フレーム３２が前記第１サーボ
モータ３６の駆動により移動する際に一体的に移動する
と共に、移動フレーム３２に対しては該フレーム３２の
移動方向と交差する方向に移動し得るよう構成される。
支持ハウジング６２の内部に、作動軸６５が摺動自在に
内挿され、支持ハウジング６２の中心線Ｐ₁を指向する
端部から突出する作動軸６５の先端に、リング状材料２
４の外周面に当接可能な計測ロール６０を回動自在に支
持した保持部材６６が配設されて、作動軸６５と一体的
に移動可能になっている。また作動軸６５の後端は、図
９に示すように、移動枠６４に配設したエアシリンダ６
７のピストンロッド６７ａに連結具８３を介して連結さ
れ、該シリンダ６７は、計測ロール６０を常にリング状
材料２４に当接する方向に付勢されている。なお、実施
例の計測ロール６０は、圧延により経時的に変化するリ
ング状材料２４の中心Ｓを検出するセンタリングロール
を兼ねるものである。

【００１９】図８に示す如く、前記支持ハウジング６２
にエンコーダ６８が配設され、該エンコーダ６８の軸に
配設したピニオン６９が、作動軸６５に配設されている
ラック７０と噛合している。このエンコーダ６８は、作
動軸６５の移動量に応じてパルスが発生し、このパルス
は前記制御装置４０に入力されるようになっている。そ
して制御装置４０では、エンコーダ６８からのパルスの
入力を受け、そのパルス発生数から演算した前記移動フ
レーム３２の移動量および昇降体４２の昇降量に基づい
て、前記サーボモータ３６,４５の運転制御を行なうよ
う設定されている。

【００２０】ここで、前記計測機構８１,８２によりリ
ング状材料２４の直径を正確に計測するには、図１１に
示す如く、前記中心線Ｐ₁と直交して材料中心Ｓを通る
中心線Ｐ₂上に計測ロール６０,６１の中心を臨ませた状
態で、該ロール６０,６１をリング状材料２４の外周面
に当接させる必要がある。しかるに、前記リング状材料
２４が圧延されてその直径が経時的に大きくなり、これ
を計測して移動フレーム３２を移動させると、該フレー
ム３２の移動に伴って前記移動枠６４,６４も一体的に
移動し、材料２４に対する計測ロール６０,６１の当接
位置が変わってしまう。そこで実施例では、移動フレー
ム３２と共に移動枠６４,６４が移動しても、常に計測
ロール６０,６１の中心を、材料２４の中心Ｓを通る中
心線Ｐ₂に一致する位置に追従的に臨ませる機構が配設
してある。

【００２１】すなわち、前記移動枠６４が摺動自在に載
置されている前記カム板６３に、図７に示す如く、移動
フレーム３２の移動方向に対して４５°の傾きで傾斜す
る傾斜案内部７２ａと、移動方向と平行な直線案内部７
２ｂとからなるカム溝７２を形成すると共に、移動枠６
４の下面に回転自在に枢支したフォロワ７１をカム溝７
２に摺動自在に嵌挿してある(図８参照)。従って、移動
フレーム３２が前記圧延位置のリング状材料２４から離
間する方向に移動するにつれて、移動枠６４のフォロワ
７１がカム溝７２の傾斜案内部７２ａを移動し、前記計
測ロール６０は、前記中心線Ｐ₁に対して４５°の角度
で離間移動する。これにより、圧延によって直径が経時
的に大きくなるリング状材料２４の中心Ｓを通る中心線
Ｐ₂上に、常に両計測ロール６０,６１の中心を臨ませる
ことができ、リング状材料２４の正確な直径を計測し得
る(図１３,図１４参照)。

【００２２】(計測機構における安全機構について)前記
移動枠６４の内部に固定枠７３が配設固定され、図９に
示す如く、この固定枠７３に対して作動軸６５の軸方向
に移動可能に配設された保持枠７４に、前記エアシリン
ダ６７が配設されている。また、保持枠７４におけるエ
アシリンダ６７のボトム側が指向する端部に、油圧シリ
ンダ７５がエアシリンダ６７と反対向きに配設されてい
る。この油圧シリンダ７５のピストンロッド７５ａは、
固定枠７３に移動不能に配設固定されると共に、該シリ
ンダ７５は、常にはピストンロッド７５ａを延出する方
向に付勢され、保持枠７４を図９に示す定位置に保持す
るよう設定される。前記作動軸６５とエアシリンダ６７
のピストンロッド６７ａを連結する連結具８３にフラン
ジ８３ａが形成されており、該フランジ８３ａは、定位
置に臨む保持枠７４の前端部７４ａ(中心線Ｐ₁を指向す
る側)に対して所要の隙間をもって対向している。そし
てリング状材料２４の直径の計測時には、材料直径の変
化に応じて計測ロール６０および作動軸６５は、前記隙
間の範囲で移動するようになっている。

【００２３】また圧延中のリング状材料２４が歪な形状
に変形し、計測ロール６０に過大な負荷が加わった際に
は、図１０に示す如く、油圧シリンダ本体がピストンロ
ッド７５ａに対して相対的に移動(ピストンロッド７５
ａがバレル内に引込む)して、計測ロール６０やエアシ
リンダ６７を保持枠７４と共にリング状材料２４から離
間する方向に逃し、破損事故の発生を防止するよう構成
されている。すなわち、前記計測ロール６０および作動
軸６５が、リング状材料２４の変形により前記連結具８
３のフランジ８３ａと保持枠７４の前端部７４ａとの間
の隙間よりも大きく移動される場合は、フランジ８３ａ
が前端部７４ａに当接して保持枠７４を後退移動させ
る。そしてこのとき、前記油圧シリンダ７５では、油圧
をリザーブタンク等に逃すことにより、保持枠７４の移
動を許容するようになっている。

【００２４】

【実施例の作用】次に、前述した実施例に係る圧延機に
よるリング状材料の圧延の実際につき説明する。圧延機
の稼動に先立ち、前記制御装置４０に、圧延するリング
状材料２４の直径寸法、軸方向寸法その他最終的に圧延
しようとするベベル形状等のデータを入力する。またリ
ング状材料２４の圧延の待機状態では、マンドレルロー
ル２３は上昇レベルで待機している。更に、移動フレー
ム３２は、前記寸法計測装置８０が圧延位置へのリング
状材料２４の搬入を許容する位置まで退避していると共
に、上アキシャルロール３１は上昇位置に待機してい
る。なお上アキシャルロール３１は、予め前記傾動用モ
ータ５８の駆動によりベベル形状に合わせた角度で傾斜
位置決めされている。

【００２５】前記供給手段によりリング状材料２４が圧
延位置に搬入されると、前記昇降用シリンダ２６の付勢
によりマンドレルロール２３が圧延レベルまで下降し、
その下端が保持具２８に嵌挿される。また、前記アキシ
ャルロール用の移動フレーム３２が、第１サーボモータ
３６の駆動により前進し、下アキシャルロール３０が圧
延位置に臨むリング状材料２４の下面に当接して、その
仮想頂点を材料２４の中心Ｓを通る軸線上に臨ませる。
このとき、一対の計測ロール６０,６１は、図１３に示
す如く、リング状材料２４における中心Ｓを通る中心線
Ｐ₂上に中心を臨ませた状態で外周面に夫々当接する。

【００２６】次いで、前記主ロール１２および下アキシ
ャルロール３０を回転駆動すると共に、前記油圧シリン
ダ１８を付勢してマンドレルロール用の移動台１７をレ
ール１６,１６に沿って移動させ、圧延位置に臨むマン
ドレルロール２３を主ロール１２に近接移動することに
より、リング状材料２４の半径方向の圧延が行なわれ
る。また上アキシャルロール３１が、前記第２サーボモ
ータ４５の駆動により下降されて、上下のアキシャルロ
ール３０,３１でリング状材料２４を挟圧することによ
り、該材料２４の軸方向の圧延が行なわれる。

【００２７】前記４本のロール１２,２３,３０,３１
が、図１２に示す位置関係でリング状材料２４の圧延が
なされると、該材料２４の直径は経時的に大きくなり、
リング状材料２４の外周面に当接している前記一対の計
測ロール６０,６１は、エアシリンダ６７,６７の付勢力
に抗して相互に離間する方向に移動される。この移動量
は、対応するエンコーダ６８,６８により検出されて、
その移動量に応じたパルスが制御装置４０に入力され
る。制御装置４０では、エンコーダ６８,６８からのパ
ルスの入力を受け、そのパルス発生数から移動フレーム
３２の移動量および昇降体４２の昇降量を演算し、該移
動量および昇降量に基づいて、前記サーボモータ３６,
４５の運転制御を行なう。すなわち、第１サーボモータ
３６が駆動されて移動フレーム３２をレール２９,２９
に沿ってリング状材料２４から離間する方向に移動し、
該フレーム３２に配設されている下アキシャルロール３
０の仮想頂点を、直径が変化した材料２４の中心軸線上
に一致させる。また、第２サーボモータ４５が駆動され
て昇降体４２が昇降され、上アキシャルロール３１は、
材料２４の直径に応じて予め設定されているベベル形状
のデータに基づいて正確に昇降移動される。従って、リ
ング状材料２４には正確な圧延が施され、精度の良い製
品を製造することができる。

【００２８】前記移動フレーム３２の移動に伴って移動
する前記移動枠６４は、前述した如くカム板６３に形成
したカム溝７２に沿って移動するので、一対の計測ロー
ル６０,６１は、図１４に示す如く、常にリング状材料
２４の中心Ｓを通る中心線Ｐ₂に中心を一致する位置に
臨み、正確な直径を計測することが可能である。また、
計測ロール６０,６１はエアシリンダ６７,６７により付
勢されているので、リング状材料２４の直径の変化に迅
速に追従対応することが可能である。なお図１３,図１
４では、計測ロール６０,６１の位置の変化を明確にす
るために誇張的に示してある。

【００２９】前記リング状材料２４の圧延が完了する
と、マンドレルロール用の移動台１７が前進移動して所
期位置に到来した後、マンドレルロール２３が上昇レベ
ルまで上昇する。次いで、排出手段により圧延位置に臨
む圧延の完了したリング状材料２４を搬出することによ
り、１回の圧延作業が完了する。なお、圧延が完了した
リング状材料２４が圧延位置から搬出されると、次のリ
ング状材料２４が供給手段により圧延位置に搬入され
る。

【００３０】ここで、前記４本のロール１２,２３,３
０,３１により圧延のなされているリング状材料２４
が、何等かの原因により歪な形状に変形すると、前記計
測ロール６０(６１)に過大な負荷が加わる。このときに
は、図１０に示す如く、前記エアシリンダ６７が配設さ
れている保持枠７４が、リング状材料２４から離間する
方向へ移動し、エアシリンダ６７に過大な負荷が加わる
のを防止することができ、故障や破損等の事故の発生を
未然に防止し得るものである。

【００３１】なお、リング状材料２４の圧延中におい
て、前記エンコーダ６８,６８から制御装置４０に入力
されるパルス数が異なっている場合は、前記リング状材
料２４の中心Ｓが中心線Ｐ₁から偏位したものと判断
し、前記下アキシャルロール３０の回転数を可変制御す
ることにより、常にリング状材料２４の中心Ｓを中心線
Ｐ₁に一致させる(両エンコーダ６８,６８から入力され
るパルス数が一致する)ようになっている。

【００３２】実施例では、リング状材料の寸法計測装置
を一対の計測機構から構成した場合につき説明したが、
本願はこれに限定されるものでない。例えば、リング状
材料におけるマンドレルロールと主ロールとにより圧延
されている部位と反対の外周面に当接する１基の計測機
構により直径を計測するようにしてもよい。また前記油
圧シリンダは、シリンダ自体を固定枠に配設固定すると
共に、ピストンロッドを保持枠に配設固定するようにし
てもよい。更に、実施例では計測ロールがセンタリング
ロールを兼ねる場合につき説明したが、両ロールを別々
に設けることも可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係る圧延機
における材料の寸法計測装置によれば、圧延中に何等か
の原因によりリング状材料が歪な形状に変形し、計測ロ
ールに過大な負荷が加わった場合は、計測ロールを付勢
するエアシリンダが配設されている保持手段自体のリン
グ状材料から離間する方向への移動を許容する。従っ
て、計測ロールの移動量を検出する手段やエアシリンダ
等が、過大な負荷により故障したり破損するのを未然に
防止することができる。これにより、故障個所の検査や
破損部品の交換等によるロスタイムを招くことはなく、
製造能率を向上させ得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例に係る寸法計測装置が採用される圧延
機の全体構成を示す概略斜視図である。

【図２】 実施例に係る圧延機の概略構成を示す正面図
である。

【図３】 実施例に係る圧延機の概略構成を示す平面図
である。

【図４】 実施例に係る圧延機の概略構成を示す側面図
である。

【図５】 実施例に係る圧延機における移動フレームの
移動機構を示す要部切欠き正面図である。

【図６】 実施例に係る圧延機における昇降体の昇降移
動機構を示す要部切欠き正面図である。

【図７】 実施例に係る寸法計測装置における一方の計
測機構を示す一部切欠き平面図である。

【図８】 実施例に係る寸法計測装置における一方の計
測機構を示す一部切欠き側面図である。

【図９】 実施例に係る寸法計測装置における一方の計
測機構を示す一部切欠き平面図である。

【図１０】 実施例に係る寸法計測装置における一方の
計測機構を、保持枠が移動した状態で示す一部切欠き平
面図である。

【図１１】 実施例に係る圧延機の概略構成を示す説明
図である。

【図１２】 実施例に係る圧延機における４本のロール
および計測ロールとリング状材料との位置関係を示す説
明図である。

【図１３】 圧延初期のリング状材料と計測ロールとの
位置関係を示す説明図である。

【図１４】 圧延により直径が大きくなったリング状材
料と計測ロールとの位置関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１２ 主ロール ２４ リング状材料 ２４ａ 通孔 ２３ マンドレルロール ３０ 下アキシャルロール ３１ 上アキシャルロール ６０ 計測ロール ６５ 作動軸 ６７ エアシリンダ ７４ 保持枠 ７５ 油圧シリンダ Ｓ リング状材料の中心

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動される主ロール(12)と、この主
   ロール(12)に対して近接・離間可能に配設されてリング
   状材料(24)の中心通孔(24a)に挿通されるマンドレルロ
   ール(23)と、前記リング状材料(24)を挟んで軸方向の下
   方に位置する下アキシャルロール(30)および上方に位置
   して下アキシャルロール(30)に対して近接・離間可能に
   配設された上アキシャルロール(31)とを備え、前記主ロ
   ール(12)とマンドレルロール(23)および一対のアキシャ
   ルロール(30,31)によりリング状材料(24)の半径方向お
   よび軸方向の圧延を行なうと共に、圧延中のリング状材
   料(24)の外周面に当接する計測ロール(60)の移動量を検
   出して該材料(24)の径方向の寸法の変化を計測するよう
   にした圧延機において、 前記圧延中のリング状材料(24)に対し、その中心(S)と
   直交する半径方向に移動自在に配設された保持手段(74)
   と、 前記保持手段(74)に対して移動自在に配設され、前記リ
   ング状材料(24)を指向する一端に前記計測ロール(60)を
   回動自在に枢支した作動軸(65)と、 前記保持手段(74)に配設され、前記作動軸(65)を介して
   計測ロール(60)を常にリング状材料(24)の外周面に当接
   するよう付勢するエアシリンダ(67)と、 前記保持手段(74)を常には定位置に保持すると共に、前
   記計測ロール(60)に予め設定した値以上の過大な負荷が
   加わった際には、保持手段(74)のリング状材料(24)から
   離間する方向への移動を許容する油圧シリンダ(75)とか
   ら構成したことを特徴とする圧延機における材料の寸法
   計測装置。